Catalizadores de evolución de oxígeno multimetálicos dispersos homogéneamente

Se han desarrollado catalizadores a base de metales de transición de primera fila (3d) abundantes en la Tierra para la reacción de evolución de oxígeno (OER); sin embargo, operan a sobrepotenciales sustancialmente por encima de los requisitos termodinámicos. La teoría del funcional de densidad sugiere que metales de alta valencia no 3d como el tungsteno pueden modular óxidos de metales 3d, proporcionando energías de adsorción casi óptimas para los intermedios de OER. Desarrollamos una síntesis a temperatura ambiente para producir materiales de oxihidróxidos en gel con una distribución de metales homogénea a nivel atómico. Estos oxihidróxidos gelatinosos de FeCoW exhiben el menor sobrepotencial (191 milivoltios) reportado a 10 miliamperios por centímetro cuadrado en un electrolito alcalino. El catalizador no muestra evidencia de degradación después de más de 500 horas de operación. Estudios de absorción de rayos X y computacionales revelan una interacción sinérgica entre tungsteno, hierro y cobalto en la producción de un entorno de coordinación local favorable y una estructura electrónica que mejora la energética para OER.